專利名稱：半導體器件及其制造方法、電光裝置及電子設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在襯底上形成了MIS(金屬-絕緣體-半導體)型晶體管，或者MOS(金屬-氧化物-半導體)型晶體管這樣的場效應型晶體管的半導體器件、用該半導體器件保持電光物質的電光裝置、使用該電光裝置的電子設備以及半導體器件的制造方法。
背景技術：
在有源矩陣型液晶裝置或有機電致發(fā)光顯示裝置等的電光裝置中，可以使用作為像素開關用的有源元件，已形成了多個薄膜晶體管(場效應型晶體管/以下，叫做TFT)的基板。
作為要在這樣的基板上形成的TFT的代表性的結構，有圖21(A)所示的自對準結構和圖21(B)所述的LDD結構。
在這些TFT中，在自對準結構的TFT的情況下，如圖21(A)所示，中間存在著柵絕緣膜450地與柵電極460的端部對向的部分的源區(qū)420和漏區(qū)430變成為高濃度區(qū)域。為此，就如在圖2和圖6中用虛線L2所示的那樣，具有ON(導通)電流電平高的優(yōu)點。
但是，在自對準結構的TFT中，由于漏端的電場強度高，故如在圖2和圖6中用虛線L2所示的那樣，存在著OFF(截止)漏電流高，而且，其電流電平陡峻地上跳的問題。
相對于此，在圖21(B)所示的LDD結構的TFT的情況下，在源區(qū)420和漏區(qū)430中，中間存在著柵絕緣膜450地與柵電極460的端部對向的部分的源區(qū)420和漏區(qū)430變成為低濃度源區(qū)421和低濃度漏區(qū)431。因此，在LDD結構的TFT的情況下，由于漏端的電場強度得到緩和，故如在圖2和圖6中用點劃線L3所示的那樣，OFF漏電流低，而且其電流電平的陡峻的上跳也得以消除(例如，參看非專利文獻1)。
M.Yazaki、S.Takenaka and H.OhshimaJpn.J.Appl.Phys.Vol.31(1992)Pt.1、No 2A pp.206-209但是，在LDD結構的TFT的情況下，由于在源區(qū)420和漏區(qū)430之間存在著低濃度區(qū)域，就如在圖2和圖6中用點劃線L3所示的那樣，存在著ON(導通)電流電平低的問題。此外，在LDD結構的TFT中，在需要進一步降低OFF漏電流的情況下，如果采用進一步加長低濃度源區(qū)421和低濃度漏區(qū)431的尺寸等的對策，則存在著ON電流會顯著地降低的問題。
如上所述，在現(xiàn)有的結構的情況下，ON電流特性和OFF漏電流處于一種妥協(xié)折中的關系，存在著若提高一方的特性就會犧牲另一方的特性的問題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上的那些問題，本發(fā)明的目的在于提供具備ON電流特性和OFF漏電流特性這雙方都優(yōu)良的晶體管的半導體器件、用該半導體器件保持電光物質的電光裝置、使用該電光裝置的電子設備、以及半導體器件的制造方法。
為了解決上述課題，在本發(fā)明的情況下，在襯底上已形成了具備可在源區(qū)與漏區(qū)之間形成溝道的溝道形成區(qū)、中間存在著柵絕緣膜地與該溝道形成區(qū)對向的柵電極的晶體管的半導體器件中，其特征在于在上述溝道形成區(qū)中，至少和與上述漏區(qū)毗連的邊界區(qū)域重疊的部分的上述柵絕緣膜的膜厚，比和上述溝道形成區(qū)的溝道長度方向上的中央部分重疊的部分的上述柵絕緣膜的膜厚更厚。
在本說明書中的所謂‘MIS型’或‘MOS型’，意味著含有把導電性的半導體用做柵電極而柵電極不限于金屬。
在本發(fā)明的晶體管的情況下，由于漏端的柵絕緣膜厚，故可以緩和在漏端處的電流強度。為此，可以降低OFF漏電流電平，而且還可以消除電流電平的陡峻的上跳。此外，在溝道形成區(qū)的中央部分處，由于柵絕緣膜薄，故ON電流電平也高。為此，倘采用本發(fā)明則可以提高ON電流特性和OFF漏電流電流特性這雙方。
在本發(fā)明中，在上述溝道形成區(qū)中，與和上述源區(qū)毗連的邊界區(qū)域重疊的部分的上述柵絕緣膜的膜厚，也可以作成為比和上述溝道形成區(qū)的溝道長度方向上的中央部分重疊的部分的上述柵絕緣膜的膜厚更厚。
在本發(fā)明中，上述源區(qū)和上述漏區(qū)，有時候在中間存在著柵絕緣膜地與上述柵電極對峙的部分上，具備低濃度區(qū)域或偏移(offset)區(qū)域。這樣的晶體管的結構，被叫做LDD結構或偏移柵結構。在本說明書中，所謂‘偏移區(qū)域’，意味著在中間存在著柵絕緣膜地與柵電極的端部對峙的部分上，用與溝道形成區(qū)同一雜質濃度形成的部分，這樣的偏移區(qū)域可以采用使源區(qū)和漏區(qū)從柵電極的端部向溝道長度方向上的兩側偏移的辦法形成。
在對這樣的LDD結構或偏移柵結構的晶體管應用本發(fā)明的情況下，在上述溝道形成區(qū)中，至少和與上述漏區(qū)的低濃度區(qū)域或偏移區(qū)域毗連的邊界區(qū)域重疊的部分的上述柵絕緣膜的膜厚，與上述溝道形成區(qū)的溝道長度方向的中央部分重疊的部分的上述柵絕緣膜的膜厚比較起來更厚。
在本發(fā)明的晶體管的情況下，源區(qū)和漏區(qū)，由于因在中間存在著柵絕緣膜與柵電極對峙的部分上具備低濃度區(qū)域或偏移區(qū)域，在漏端處的電場強度得到了緩和，故OFF漏電流的電平低。此外，由于因漏端的柵絕緣膜厚，在漏端處的電場強度進一步得到緩和，故OFF漏電流電平低，而且，還可以消除電流電平的陡峻的上跳。此外，在溝道形成區(qū)的中央部分處，由于柵絕緣膜薄，故OFF漏電流電平低，而ON電流電平高。
在本發(fā)明中，也可以作成為使得在上述溝道形成區(qū)中，和與上述源區(qū)的低濃度區(qū)域或偏移區(qū)域毗連的邊界區(qū)域重疊的部分的上述柵絕緣膜的膜厚，與上述溝道形成區(qū)的溝道長度方向的中央部分重疊的部分的上述柵絕緣膜的膜厚比較起來更厚。
在本發(fā)明中，上述溝道形成區(qū)、上述源區(qū)和上述漏區(qū)，例如，在在上述襯底表面上形成的半導體膜上形成。
在本發(fā)明中，上述襯底是半導體襯底，對該半導體襯底，也有時候形成有上述溝道形成區(qū)、上述源區(qū)和上述漏區(qū)。
本發(fā)明的半導體器件，有時候被用作保持電光物質的電光裝置用基板，在該情況下，結果就變成為矩陣狀地在該電光裝置用基板上形成具備像素開關用晶體管和像素電極的像素。
在這樣的電光裝置中，上述電光物質，例如，是保持在上述電光裝置用基板和對向基板之間的液晶。
此外，上述電光物質也有時候是在上述電光裝置用基板上構成發(fā)光元件的有機電致發(fā)光材料。
使用本發(fā)明的電光裝置，被用做移動電話機或便攜式計算機等的電子設備的顯示部分。
在本發(fā)明中，在在襯底上形成了具備可在源區(qū)和漏區(qū)之間形成溝道的溝道形成區(qū)，和中間存在著柵絕緣膜與該溝道形成區(qū)對對向的柵電極的晶體管的半導體器件的制造方法中，其特征在于在形成上述柵絕緣膜的工序中，首先，形成下層一側柵絕緣膜，其次，在該下層一側柵絕緣膜的表面中，至少與上述溝道形成區(qū)的溝道長度方向上的中央部分重疊的部分上形成抗蝕劑層，同時，至少在該溝道形成區(qū)中，對于與上述漏區(qū)毗連的邊界區(qū)域重疊的部分來說，避免上述抗蝕劑層的形成，其次，在上述下層一側柵絕緣膜和上述抗蝕劑層的表面一側形成上層一側柵絕緣膜，然后，與覆蓋該抗蝕劑層的上述上層一側柵絕緣膜一起除去上述抗蝕劑層。
在本發(fā)明的別的形態(tài)中，在在襯底上形成了具備可在源區(qū)和漏區(qū)之間形成溝道的溝道形成區(qū)，和中間存在著柵絕緣膜與該溝道形成區(qū)對對向的柵電極的晶體管的半導體器件的制造方法中，其特征在于在形成上述柵絕緣膜的工序中，首先，至少在與上述溝道形成區(qū)的溝道長度方向上的中央部分重疊的部分上形成抗蝕劑層，同時，至少在該溝道形成區(qū)中，對于與和上述漏區(qū)毗連的邊界區(qū)域重疊的部分，避免上述抗蝕劑層的形成，其次，在上述抗蝕劑層的表面一側形成下層一側柵絕緣膜，其次，與覆蓋該抗蝕劑層的上述下層一側柵絕緣膜一起除去上述抗蝕劑層，然后，在上述下層一側柵絕緣膜的表面上形成上層一側柵絕緣膜。
在本發(fā)明中，對于上述抗蝕劑層來說，即便是對于在上述溝道形成區(qū)中與和上述源區(qū)毗連的邊界區(qū)域重疊的部分，也可以避免形成。若像這樣地構成，則將變成為這樣的結構在上述溝道形成區(qū)中，和與上述源區(qū)毗連的邊界區(qū)域重疊的部分的上述柵絕緣膜的膜厚，與上述溝道形成區(qū)的溝道長度方向的中央部分重疊的部分的上述柵絕緣膜的膜厚比較起來也更厚。
在本發(fā)明中，在晶體管具備LDD結構或偏移柵結構的情況下，在其制造方法中，其特征在于在形成上述柵絕緣膜的工序中，首先，形成下層一側柵絕緣膜，其次，在該下層一側柵絕緣膜的表面中，至少在與上述溝道形成區(qū)的溝道長度方向上的中央部分重疊的部分上形成抗蝕劑層，同時，至少在該溝道形成區(qū)中，對于與上述漏區(qū)的低濃度區(qū)域或偏移區(qū)域毗連的邊界區(qū)域重疊的部分，避免上述抗蝕劑層的形成，其次，在上述下層一側柵絕緣膜和上述抗蝕劑層的表面一側形成上層一側柵絕緣膜，然后，與覆蓋該抗蝕劑層的上述上層一側柵絕緣膜一起除去上述抗蝕劑層。
在本發(fā)明的別的形態(tài)中，其特征在于在形成上述柵絕緣膜的工序中，首先，至少在與上述溝道形成區(qū)的溝道長度方向上的中央部分重疊的部分上形成抗蝕劑層，同時，至少在該溝道形成區(qū)中，對于與上述漏區(qū)的低濃度區(qū)域或偏移區(qū)域毗連的邊界區(qū)域重疊的部分，避免上述抗蝕劑層的形成，其次，在上述抗蝕劑層的表面一側形成下層一側柵絕緣膜，其次，與覆蓋該抗蝕劑層的上述下層一側柵絕緣膜一起除去上述抗蝕劑層，然后，在上述下層一側柵絕緣膜的表面上形成上層一側柵絕緣膜。
在本發(fā)明中，對于上述抗蝕劑層，即便是對于在上述溝道形成區(qū)中與和上述源區(qū)的低濃度區(qū)域或偏移區(qū)域毗連的邊界區(qū)域重疊的部分，也可以避免形成。若像這樣地構成，則將變成為這樣的結構在上述溝道形成區(qū)中，和與上述源區(qū)的低濃度區(qū)域或偏移區(qū)域毗連的邊界區(qū)域重疊的部分的上述柵絕緣膜的膜厚，與上述溝道形成區(qū)的溝道長度方向的中央部分重疊的部分的上述柵絕緣膜的膜厚比較起來也更厚。


圖1(A)～(D)的剖面圖分別示出了本發(fā)明的實施方案1～4的自對準結構的晶體管單體(半導體器件單體)的構成。
圖2的曲線圖示出了圖1所示的晶體管的ON電流特性，和OFF漏電流特性。
圖3的工序剖面圖示出了本發(fā)明的實施方案1的晶體管的制造方法。
圖4的工序剖面圖示出了本發(fā)明的實施方案3的晶體管的制造方法。
圖5(A)～(D)的剖面圖分別示出了本發(fā)明的實施方案5～8的LDD結構的晶體管單體(半導體器件單體)的構成。
圖6的曲線圖示出了圖5所示的晶體管的ON電流特性，和OFF漏電流特性。
圖7的工序剖面圖示出了本發(fā)明的實施方案5的晶體管的制造方法。
圖8的工序剖面圖示出了本發(fā)明的實施方案7的晶體管的制造方法。
圖9(A)、(B)的剖面圖分別示出了本發(fā)明的實施方案9的LDD結構的晶體管單體(半導體器件單體)的構成。
圖10是與在其上形成的各個結構要素一起從對向基板一側看應用本發(fā)明的電光裝置的俯視圖。
圖11是圖10的H-H’剖面圖。
圖12是在電光裝置的圖像顯示區(qū)域中，已形成了矩陣狀地配置的多個像素的各種元件、布線等的等效電路圖。
圖13的俯視圖示出了在電光裝置中，在TFT陣列基板上形成的各個像素的構成。
圖14是在相當于圖4的A-A’線的位置處切斷圖10和圖11所示的電光裝置的圖像顯示區(qū)域的一部分時的剖面圖。
圖15是圖10和圖11所示的電光裝置的圖像顯示區(qū)域的周邊區(qū)域上形成的電路的俯視圖。
圖16是圖15所示的驅動電路用的TFT的剖面圖。
圖17是使用電荷注入型的有機薄膜電致發(fā)光元件的有源矩陣型電光裝置的框圖。
圖18(A)、(B)分別是擴大示出了圖17所示的電光裝置中形成的像素區(qū)域的俯視圖及其剖面圖。
圖19的框圖示出了把本發(fā)明的電光裝置用做顯示裝置的電子設備的電路構成。
圖20(A)、(B)分別示出了作為使用本發(fā)明的電光裝置的電子設備的一個實施方案的便攜式的個人計算機的說明圖和移動電話機的說明圖。
圖21(A)、(B)分別是現(xiàn)有的自對準結構的TFT的剖面圖，和現(xiàn)有的LDD結構的TFT的剖面圖。
具體實施例方式
在說明把本發(fā)明的應用于在電光裝置中使用的TFT陣列基板等中的例子之前，參看圖1～圖9，說明作為本發(fā)明的實施方案1～9的晶體管單體(半導體器件單體)的構成和效果。
圖1(A)～(D)的剖面圖分別示出了本發(fā)明的實施方案1～4的晶體管單體(半導體器件單體)的構成。圖2的曲線圖示出了應用本發(fā)明的自對準結構的晶體管的ON電流特性，和OFF漏電流特性。圖3和圖4的工序剖面圖分別示出了實施方案1、3的晶體管單體(半導體器件單體)的制造方法。
圖5(A)～(D)的剖面圖分別示出了本發(fā)明的實施方案5～8的晶體管單體(半導體器件單體)的構成。圖6的曲線圖示出了應用本發(fā)明的LDD結構的晶體管的ON電流特性，和OFF漏電流特性。圖7、圖8的工序剖面圖分別示出了實施方案5、8的晶體管單體(半導體器件單體)的制造方法。
圖9(A)、(B)的剖面圖分別示出了本發(fā)明的實施方案9的底部柵結構的晶體管單體(半導體器件單體)的構成。
在圖1(A)中，在本形態(tài)的半導體器件中，在襯底400上已形成了晶體管40A，該晶體管40A具備可在源區(qū)420和漏區(qū)430之間形成溝道的溝道形成區(qū)410，和中間存在著柵絕緣膜450與該溝道形成區(qū)410對向的柵電極460。分別通過在層間絕緣膜490和柵絕緣膜450上形成的接觸孔，把源電極470和漏電極480電連到源區(qū)420和漏區(qū)430上。
源區(qū)420和漏區(qū)430，是對于柵電極460自對準性地導入了雜質的高濃度區(qū)域。
在本形態(tài)中，在溝道形成區(qū)410中，與和漏區(qū)430毗連的邊界區(qū)域412重疊的部分的柵絕緣膜450的膜厚，比與溝道形成區(qū)410的溝道長度方向上的中央部分411重疊的部分的柵絕緣膜450的膜厚更厚。此外，在溝道形成區(qū)410中，與和源區(qū)420毗連的邊界區(qū)域413重疊的部分的柵絕緣膜450的膜厚，也比與溝道形成區(qū)410的溝道長度方向上的中央部分411重疊的部分的柵絕緣膜450的膜厚更厚。
就是說，柵絕緣膜450，由構成源區(qū)420、漏區(qū)430和溝道形成區(qū)410的半導體膜440的表面一側全體上形成的下層一側柵絕緣膜451，和被形成為避開與溝道形成區(qū)410的溝道長度方向上的中央部分411重疊的部分的上層一側柵絕緣膜452構成，在溝道形成區(qū)410中，與和源區(qū)420和漏區(qū)430毗連的邊界區(qū)域412、413重疊的部分的柵絕緣膜450，變成為下層一側柵絕緣膜451和上層一側柵絕緣膜452的二層結構。相對于此，與溝道形成區(qū)410的溝道長度方向上的中央部分411重疊的部分的柵絕緣膜450，則僅僅由下層一側柵絕緣膜451構成。
在這樣地構成的晶體管40A中，由于因漏端的柵絕緣膜450厚而使得在漏端處的電場強度被緩和，故如圖2的實線L1所示，OFF漏電流電平低，而且，電流電平的陡峻的上跳也被消除。此外，在溝道形成區(qū)410的中央部分411處，由于柵絕緣膜450薄，而且，與LDD結構不同沒有低濃度區(qū)域，故ON電流電平也高。為此，倘采用本實施方案，則可以提高ON電流特性和OFF漏電流特性這雙方。
在制造這樣的構成的半導體器件時，首先，如圖3(A)所示，在襯底400的表面上形成用來形成溝道形成區(qū)410、源區(qū)420和漏區(qū)430的硅膜等的半導體膜440。另外，雖然未畫出來，但是也可以在在襯底400上形成了基底絕緣膜之后再形成半導體膜440。
其次，在柵絕緣膜形成工序中，形成由氧化硅膜或氮化硅膜等構成的下層一側柵絕緣膜451。
其次，如圖3(B)所示，在在下層一側柵絕緣膜451表面中，至少與溝道形成區(qū)410的溝道長度方向上的中央部分411重疊的部分上，形成抗蝕劑層401，同時，在溝道形成區(qū)410中對于與漏區(qū)430和源區(qū)420毗連的邊界區(qū)域412、413重疊的部分，則避免抗蝕劑層401的形成。
其次，如圖3(C)所示，在下層一側柵絕緣膜451和抗蝕劑層401的表面一側上形成由氧化硅膜或氮化硅膜等構成的上層一側柵絕緣膜452。這時，理想的是用覆蓋性低的方法形成上層一側柵絕緣膜452。
其次，如圖3(D)所示，與覆蓋抗蝕劑層401的上層一側柵絕緣膜452一起除去(剝離法)抗蝕劑層401。其結果是，柵絕緣膜450，就具有下層一側柵絕緣膜451和上層一側柵絕緣膜452構成的2層結構的厚的部分，和僅僅由下層一側柵絕緣膜451構成的薄的部分。
其次，如圖3(E)所示，在形成了柵電極460之后，如圖3(F)所示，以柵電極460為掩模向半導體膜440內(nèi)導入高濃度的雜質，對柵電極460自對準地形成由高濃度區(qū)域構成的源區(qū)420和漏區(qū)430。
在實施方案1中說明的半導體器件的制造方法中，在參看圖3(B)說明的工序中，如把抗蝕劑層401的范圍擴展到用點劃線401’表示的范圍，則可以形成圖1(B)所示的晶體管40B。
在該晶體管40B中，在溝道形成區(qū)410中，與和漏區(qū)430毗連的邊界區(qū)域412重疊的部分的柵絕緣膜450的膜厚，雖然比與溝道形成區(qū)410的溝道長度方向上的中央部分411重疊的部分的柵絕緣膜450的膜厚更厚，但是對于與和源區(qū)420毗連的邊界區(qū)域413重疊的部分的柵絕緣膜450來說，和與溝道形成區(qū)410的溝道長度方向的中央部分411重疊的部分的柵絕緣膜450膜厚相等。
除此之外的構成，與實施方案1是同樣的，故對于共通的部分，賦予同一標號地進行圖示而省略它們的說明，但是，本實施方案的晶體管40B，由于因漏端的柵絕緣膜厚，在漏端處的電場強度進一步得到緩和，故也會收到OFF漏電流電平低，而且，還可以消除電流電平的陡峻的上跳等，與實施方案1同樣的效果。
在圖1(C)中，在本形態(tài)的半導體器件中，晶體管40C，在溝道形成區(qū)410中，與和漏區(qū)430毗連的邊界區(qū)域412重疊的部分的柵絕緣膜450的膜厚，也比與溝道形成區(qū)410的溝道長度方向上的中央部分411重疊的部分的柵絕緣膜450的膜厚更厚。此外，在溝道形成區(qū)410中，與和源區(qū)420毗連的邊界區(qū)域413重疊的部分的柵絕緣膜450的膜厚，也比與溝道形成區(qū)410的溝道長度方向上的中央部分411重疊的部分的柵絕緣膜450的膜厚更厚。
但是，在本形態(tài)中，與實施方案1不同，柵絕緣膜450由避開與在溝道形成區(qū)410的溝道長度方向上的中央部分411重疊的部分的而形成的下層一側柵絕緣膜451，和在其整個表面上形成的上層一側柵絕緣膜452構成。為此，相對于在溝道形成區(qū)410中，與和漏區(qū)430和源區(qū)420毗連的邊界區(qū)域412、413重疊的部分的柵絕緣膜450變成為由下層一側柵絕緣膜451和上層一側柵絕緣膜452構成的的2層結構，與在溝道形成區(qū)410的溝道長度方向上的中央部分411重疊的部分的柵絕緣膜450，則僅僅由上層一側柵絕緣膜452構成。
即便是在像這樣地構成的晶體管40C中，由于因漏端的柵絕緣膜450厚，而使得在漏端處的電場強度被緩和，故OFF漏電流電平低，而且，電流電平的陡峻的上跳也可以消除。此外，在溝道形成區(qū)410的中央部分411中，由于柵絕緣膜450薄，而且與LDD結構不同沒有低濃度區(qū)域，故ON電流電平也高。為此，倘采用本發(fā)明則可以提高ON電流特性和OFF漏電流特性這雙方。
在制造這樣的構成的半導體器件時，首先，如圖4(A)所示，在襯底400的表面上形成用來形成溝道形成區(qū)410、源區(qū)420和漏區(qū)430的半導體膜440。
其次，在柵絕緣膜形成工序中，在半導體膜440的表面中，至少與溝道形成區(qū)410的溝道長度方向上的中央部分411重疊的部分上，形成抗蝕劑層401，同時，在溝道形成區(qū)410中對于與漏區(qū)430和源區(qū)420毗連的邊界區(qū)域412、413重疊的部分，則避免抗蝕劑層401的形成。
其次，如圖4(B)所示，在在半導體膜440和抗蝕劑層401的表面一側形成了下層一側柵絕緣膜451之后，如圖4(C)所示，用剝離法，與覆蓋抗蝕劑層401的下層一側柵絕緣膜451一起除去抗蝕劑層401。另外也可以在在半導體膜440上形成了下層一側柵絕緣膜451之后，形成抗蝕劑層并使之圖形化而不使用以上所說的剝離法。
其次，如圖4(D)所示，在整個表面上形成上層一側柵絕緣膜452。其結果是，柵絕緣膜450，就具有下層一側柵絕緣膜451和上層一側柵絕緣膜452構成的2層結構的厚的部分，和僅僅由下層一側柵絕緣膜451構成的薄的部分。
其次，如圖4(E)所示，在形成了柵電極460之后，如圖4(F)所示，以柵電極460為掩模向半導體膜440內(nèi)導入高濃度的雜質，對柵電極460自對準地形成由高濃度區(qū)域構成的源區(qū)420和漏區(qū)430。
在在實施方案3中說明的半導體器件的制造方法中，在參看圖4(A)說明的工序中，如把抗蝕劑層401的范圍擴展到用點劃線401’表示的范圍，則可以形成圖1(D)所示的晶體管40D。
在該晶體管40D中，在溝道形成區(qū)410中，與和漏區(qū)430毗連的邊界區(qū)域412重疊的部分的柵絕緣膜450的膜厚，雖然比與溝道形成區(qū)410的溝道長度方向上的中央部分411重疊的部分的柵絕緣膜450的膜厚更厚，但是對于與和源區(qū)420毗連的邊界區(qū)域413重疊的部分的柵絕緣膜450來說，和與溝道形成區(qū)410的溝道長度方向的中央部分411重疊的部分的柵絕緣膜450膜厚相等。
除此之外的構成，與實施方案3是同樣的，故對于共通的部分，賦予同一標號地進行圖示而省略它們的說明，但是，本實施方案的晶體管40D，由于因漏端的柵絕緣膜厚，在漏端處的電場強度進一步得到緩和，故也會收到OFF漏電流低，而且，還可以消除電流電平的陡峻的上跳等，與實施方案3同樣的效果。
在圖5(A)中，在本形態(tài)的半導體器件中，在襯底400上形成有LDD結構的晶體管40E，該晶體管40E，具備可在源區(qū)420和漏區(qū)430之間形成溝道的溝道形成區(qū)410，和中間存在著柵絕緣膜450地與該溝道形成區(qū)410對向的柵電極460。分別通過在層間絕緣膜490和柵絕緣膜450上形成的接觸孔，把源電極470和漏電極480電連到源區(qū)420和漏區(qū)430上。
源區(qū)420和漏區(qū)430，在中間存在著柵絕緣膜450與柵電極460的端部對峙的部分上，具備低濃度源區(qū)421和低濃度漏區(qū)431，在其外側具備高濃度源區(qū)422和高濃度漏區(qū)432。
在本形態(tài)中，在溝道形成區(qū)410中，與和低濃度漏區(qū)431毗連的邊界區(qū)域412重疊的部分的柵絕緣膜450的膜厚，比與溝道形成區(qū)410的溝道長度方向上的中央部分411重疊的部分的柵絕緣膜450的膜厚更厚。此外，在溝道形成區(qū)410中，與和低濃度源區(qū)421毗連的邊界區(qū)域413重疊的部分的柵絕緣膜450的膜厚，也比與溝道形成區(qū)410的溝道長度方向上的中央部分411重疊的部分的柵絕緣膜450的膜厚更厚。
就是說，柵絕緣膜450，由在構成源區(qū)420、漏區(qū)430和溝道形成區(qū)410的半導體膜440的表面一側全體上形成的下層一側柵絕緣膜451，和被形成為避開與溝道形成區(qū)410的溝道長度方向上的中央部分411重疊的部分的上層一側柵絕緣膜452構成，在溝道形成區(qū)410中，與低濃度漏區(qū)431和低濃度源區(qū)421毗連的邊界區(qū)域412、413重疊的部分的柵絕緣膜450，成為下層一側柵絕緣膜451和上層一側柵絕緣膜452的二層結構。相對于此，與溝道形成區(qū)410的溝道長度方向上的中央部分411重疊的部分的柵絕緣膜450，則僅僅由下層一側柵絕緣膜451構成。
在這樣地構成的晶體管40E中，由于在中間存在著柵絕緣膜450地與柵電極460對峙的部分上具備低濃度漏區(qū)431和低濃度源區(qū)421，故如圖6的實線L11所示，由于在漏端處的電場強度被緩和，故OFF漏電流電平低。此外，由于在漏端處的柵絕緣膜450厚，故在漏端處的電場強度進一步被緩和，故OFF漏電流電平低，而且，電流電平的陡峻的上跳也被消除。即便如此，由于在溝道形成區(qū)410的中央部分411處，柵絕緣膜450薄，故OFF漏電流電平低而ON電流電平高。
在制造這樣的構成的半導體器件時，首先，如圖7(A)所示，在襯底400的表面上形成用來形成溝道形成區(qū)410、源區(qū)420和漏區(qū)430的硅膜等的半導體膜440。
其次，在柵絕緣膜形成工序中，形成由氧化硅膜或氮化硅膜等構成的下層一側柵絕緣膜451。
其次，如圖7(B)所示，在在下層一側柵絕緣膜451的表面中，至少與溝道形成區(qū)410的溝道長度方向上的中央部分411重疊的部分上，形成抗蝕劑層401，同時，在溝道形成區(qū)410中對于與低濃度漏區(qū)431和低濃度源區(qū)421毗連的邊界區(qū)域412、413重疊的部分，則避免抗蝕劑層401的形成。
其次，如圖7(C)所示，在下層一側柵絕緣膜451和抗蝕劑層401的表面一側上形成由氧化硅膜或氮化硅膜等構成的上層一側柵絕緣膜452。這時，理想的是用覆蓋低的方法形成上層一側柵絕緣膜452。
其次，如圖7(D)所示，與覆蓋抗蝕劑層401的上層一側柵絕緣膜452一起除去(剝離法)抗蝕劑層401。其結果是，柵絕緣膜450，就具有下層一側柵絕緣膜451和上層一側柵絕緣膜452構成的2層結構的厚的部分，和僅僅由下層一側柵絕緣膜451構成的薄的部分。
其次，如圖7(E)所示，在形成了柵電極460之后，如圖7(F)所示，以柵電極460為掩模向半導體膜440內(nèi)導入低濃度的雜質，對柵電極460自對準地形成低濃度源區(qū)421和低濃度漏區(qū)431。
然后，如圖7(G)所示，在形成了把柵電極460覆蓋得比較寬的抗蝕劑掩模402后，從該抗蝕劑掩模402的開口向半導體膜440內(nèi)導入高濃度雜質，在從中間存在著柵絕緣膜450地與柵電極460的端部對峙的部分向外側偏移開來的部分上，形成高濃度源區(qū)422和高濃度漏區(qū)432。其結果是，在中間存在著柵絕緣膜450地與柵電極460的端部對峙的部分上，剩下低濃度源區(qū)421和低濃度漏區(qū)431。
在實施方案5中說明的半導體器件的制造方法中，在參看圖7(B)說明的工序中，如把抗蝕劑層401的范圍擴展到用點劃線401’表示的范圍，則可以形成圖5(B)所示的晶體管40F。
在該晶體管40F中，在溝道形成區(qū)410中，與和低濃度漏區(qū)431毗連的邊界區(qū)域412重疊的部分的柵絕緣膜450的膜厚，雖然比與溝道形成區(qū)410的溝道長度方向上的中央部分411重疊的部分的柵絕緣膜450的膜厚更厚，但是對于與和低濃度源區(qū)421毗連的邊界區(qū)域413重疊的部分的柵絕緣膜450來說，和與溝道形成區(qū)410的溝道長度方向的中央部分411重疊的部分的柵絕緣膜450膜厚相等。
除此之外的構成，與實施方案5是同樣的，故對于共通的部分，賦予同一標號地進行圖示而省略它們的說明，但是，本實施方案的晶體管40F，相對OFF漏電流電平低，ON電流電平高等方面，會得到與實施方案5同樣的效果。
在圖5(C)中，在本形態(tài)的半導體器件中，晶體管40G，在溝道形成區(qū)410中，與和低濃度漏區(qū)431毗連的邊界區(qū)域412重疊的部分的柵絕緣膜450的膜厚，比與溝道形成區(qū)410的溝道長度方向上的中央部分411重疊的部分的柵絕緣膜450的膜厚更厚。此外，在溝道形成區(qū)410中，與和低濃度源區(qū)421毗連的邊界區(qū)域413重疊的部分的柵絕緣膜450的膜厚，也比與溝道形成區(qū)410的溝道長度方向上的中央部分411重疊的部分的柵絕緣膜450的膜厚更厚。
但是，在本形態(tài)中，與實施方案5不同，柵絕緣膜450由被形成為避開與在溝道形成區(qū)410的溝道長度方向上的中央部分411重疊的部分的下層一側柵絕緣膜451，和在其整個表面上形成的上層一側柵絕緣膜452構成。為此，相對于在溝道形成區(qū)410中，與和漏區(qū)430和源區(qū)420毗連的邊界區(qū)域412、413重疊的部分的柵絕緣膜450成為由下層一側柵絕緣膜451和上層一側柵絕緣膜452構成的的2層結構，與在溝道形成區(qū)410的溝道長度方向上的中央部分411重疊的部分的柵絕緣膜450，則僅僅由上層一側柵絕緣膜452構成。
即便是用像這樣地構成的晶體管40G，相對OFF漏電流電平低，ON電流電平高等方面，也會得到與實施方案5同樣的效果。
在制造這樣的構成的半導體器件時，首先，如圖8(A)所示，在襯底400的表面上形成用來形成溝道形成區(qū)410、源區(qū)420和漏區(qū)430的半導體膜440。
其次，在柵絕緣膜形成工序中，在半導體膜440的表面中，至少與溝道形成區(qū)410的溝道長度方向上的中央部分411重疊的部分上，形成抗蝕劑層401，同時，在溝道形成區(qū)410中對于與低濃度漏區(qū)431和低濃度源區(qū)421毗連的邊界區(qū)域412、413重疊的部分上，則避免抗蝕劑層401的形成。
其次，如圖8(B)所示，在在半導體膜440和抗蝕劑層401的表面一側形成了下層一側柵絕緣膜451之后，如圖8(C)所示，與覆蓋抗蝕劑層401的下層一側柵絕緣膜451一起除去抗蝕劑層401。
其次，如圖8(D)所示，在整個表面上形成上層一側柵絕緣膜452。其結果是，柵絕緣膜450，就具有下層一側柵絕緣膜451和上層一側柵絕緣膜452構成的2層結構的厚的部分，和僅僅由下層一側柵絕緣膜451構成的薄的部分。
其次，如圖8(E)所示，在形成了柵電極460之后，如圖8(F)所示，以柵電極460為掩模向半導體膜440內(nèi)導入低濃度的雜質，對柵電極460自對準地形成低濃度源區(qū)421和低濃度漏區(qū)431。
然后，如圖8(G)所示，在形成了把柵電極460覆蓋的得比較寬的抗蝕劑掩模402后，從該抗蝕劑掩模402的開口向半導體膜440內(nèi)導入高濃度雜質，在從中間存在著柵絕緣膜450地與柵電極460的端部對峙的部分向外側偏移開來的部分上，形成高濃度源區(qū)422和高濃度漏區(qū)432。其結果是，在中間存在著柵絕緣膜450地與柵電極460的端部對峙的部分上，剩下低濃度源區(qū)421和低濃度漏區(qū)431。
在實施方案7中說明的半導體器件的制造方法中，在參看圖8(A)說明的工序中，如把抗蝕劑層401的形成范圍擴展到用點劃線401’表示的范圍，則可以形成圖5(D)所示的晶體管40H。
在該晶體管40H中，在溝道形成區(qū)410中，與和低濃度漏區(qū)431毗連的邊界區(qū)域412重疊的部分的柵絕緣膜450的膜厚，雖然比與溝道形成區(qū)410的溝道長度方向上的中央部分411重疊的部分的柵絕緣膜450的膜厚更厚，但是對于與和低濃度源區(qū)421毗連的邊界區(qū)域413重疊的部分的柵絕緣膜450來說，和與溝道形成區(qū)410的溝道長度方向的中央部分411重疊的部分的柵絕緣膜450膜厚相等。
除此之外的構成，與實施方案7是同樣的，故對于共通的部分，賦予同一標號地進行圖示而省略它們的說明，但是，本實施方案的晶體管40H，相對OFF漏電流電平低，而ON電流電平高等方面，會得到與實施方案5同樣的效果。
在實施方案1～4中，雖然是把本發(fā)明應用于頂部柵型的自對準結構的晶體管中，但是，如圖9(A)所示，在底部柵型自對準結構的晶體管40L中也可以應用本發(fā)明。
此外，實施方案5～8，雖然是在頂部柵型的LDD結構的晶體管中應用本發(fā)明，但是，如圖9(B)所示，在底部柵型的LDD結構的晶體管40M中也可以應用本發(fā)明。
這些任何一個的晶體管40L、40M，除與實施方案1～8比較，柵電極460和溝道形成區(qū)410對柵絕緣膜450的的上下位置變成為相反之外，其基本結構與實施方案1～8是同樣的。因此，對于那些共同的部分，賦予同一標號進行圖示而省略對它們的說明。
此外，在其制造方法中，就如參看圖3或圖7說明的那樣，在柵絕緣膜形成工序中，在形成了下層一側柵絕緣膜451之后，在下層一側柵絕緣膜451的表面中，在至少與溝道形成區(qū)410的溝道長度方向上的中央部分411重疊的部分上，選擇性地形成抗蝕劑層。
其次，可在在下層一側柵絕緣膜451和抗蝕劑層的表面一側形成了上層一側柵絕緣膜452之后，與覆蓋抗蝕劑層的上層一側柵絕緣膜452一起除去抗蝕劑層。
此外，就如參看圖4或圖8說明的那樣，在柵絕緣膜形成工序中，在與溝道形成區(qū)410的溝道長度方向上的中央部分411重疊的部分上選擇性地形成了抗蝕劑層之后，在抗蝕劑層的表面一側形成下層一側柵絕緣膜451。其次，可與覆蓋該抗蝕劑層的下層一側柵絕緣膜451一起除去抗蝕劑層，然后，在整個表面上形成上層一側柵絕緣膜452。
在上述實施方案1～9中，作為晶體管用在襯底400上形成的半導體膜440制造TFT，但是，作為半導體層，也可以使用在半導體襯底上外延生長的半導體層或用半導體襯底的表面本身。在該情況下的結構和制造方法，由于僅僅用這些半導體層取代半導體膜440，故說明從略。
此外，在上述形態(tài)5～8中，雖然說明的是以LDID結構的TFT為基礎應用本發(fā)明的例子，但是也可以以偏移柵結構的TFT為基礎應用本發(fā)明。在該情況下，在圖5中，僅僅是低濃度源區(qū)421和低濃度漏區(qū)431，分別變成為雜質濃度與溝道形成區(qū)410相等的偏移區(qū)域，在制造方法中，由于僅僅省略參看圖7(F)和圖8(F)說明的低濃度雜質的導入工序，故說明從略。
其次，說明把本發(fā)明的半導體器件用做保持電光物質的電光裝置用基板(TFT陣列基板)的例子。
(整體構成)圖10是與在其上形成的各個結構要素一起從對向基板一側看應用本發(fā)明的電光裝置的俯視圖。圖11是包括對向基板地示出的圖10的H-H’剖面圖。
在圖10中，本形態(tài)的電光裝置100，是有源矩陣型的液晶裝置，在TFT陣列基板10上，使之沿著對向基板20的邊緣那樣地設置密封材料107。在密封材料107的外側的區(qū)域上，沿著TFT陣列基板10的一邊設置數(shù)據(jù)線驅動電路101和安裝端子102(信號輸入端子)，掃描線驅動電路104則沿著與該邊毗連的2邊形成。此外，在TFT陣列基板10的剩下的一邊上，設置用來把設置在圖像顯示區(qū)域10a的兩側的掃描線驅動電路104間連接起來的多條布線105，此外，有時候也利用框緣108的下邊等設置預充電電路或檢查電路。此外，在對向基板20的拐角部分的至少一個地方上，形成用來在TFT陣列基板10和對向基板20間形成電導通的上下導通構件106。
此外，如圖11所示，具有與圖10所示的密封材料107大體上相同的輪廓的對向基板20借助于該密封材料107固定粘接到TFT陣列基板10上。另外，密封材料107，是由用來把TFT陣列基板10與對向基板20在它們的周邊粘貼起來的光硬化樹脂或熱硬化樹脂等構成的粘接劑，配合有用來使兩基板間的距離變成為規(guī)定值的玻璃纖維或玻璃微珠等間隙材料。
在TFT陣列基板10上矩陣狀地形成有像素電極9a，詳細情況將在后邊講述。相對于此，在對向基板20上，在密封材料107的內(nèi)側區(qū)域上，形成由遮光性材料構成的框緣108，其內(nèi)側則變成為圖像顯示區(qū)域10a。此外，在與在TFT陣列基板10上形成的像素電極(后述)的縱橫的邊界區(qū)域對向的區(qū)域上，形成被稱之為黑色矩陣或黑色條帶等的遮光膜23，在其上層一側形成有由ITO膜構成的對向電極21。
這樣地形成的電光裝置100，在在投影式顯示裝置(液晶投影儀)中使用的情況下，結果就變成為把3塊電光裝置100分別用做RGB用的光閥，向各個電光裝置100中的每一者上，作為投影光分別入射通過RGB色分解用的分色鏡分解后的各色的色光。因此，如上所說的各個形態(tài)的電光裝置100上未形成濾色片。但是，在對向基板2中，在與各個像素電極9a對向的區(qū)域上，采用與其保護膜一起形成RGB的濾色片的辦法，則即便是在投影式顯示裝置以外，也可以用做后述的便攜式計算機、移動電話機、液晶電視等的電子設備的彩色顯示裝置。
此外，由于可以采用把微型透鏡形成為使得對與對向基板20與各個像素對應的辦法，提高入射光對像素電極9a的聚光效率。故可以進行明亮的顯示。再有還可以采用在對向基板20上疊層若干層的折射率不同的相干層的辦法，形成利用光的相干作用產(chǎn)生RGB色的分色濾色片。倘采用帶該分色濾色片的對向基板，則可以進行更為明亮的彩色顯示。
(電光裝置100的構成和工作)其次，參看圖12到圖14，對有源矩陣型的電光裝置100的構成和工作進行說明。
圖12是為了構成電光裝置100的圖像顯示區(qū)域10a而矩陣狀地形成的多個像素中的各種元件、布線等的等效電路圖。圖13是已形成了數(shù)據(jù)線、掃描線、像素電極等的TFT陣列基板上相毗連的像素的俯視圖。圖14是在相當于圖13的A-A’線的位置處的剖面和在TFT陣列基板與對向基之間封入了作為電光物質的液晶的狀態(tài)的剖面的說明圖。另外，在這些各個圖中，為了把各層或各個構件作成為在圖面上可以識別的那種程度的大小，使各層和每種構件的比例尺不同。
在圖12中，在電光裝置100的圖像顯示區(qū)域10a中，在矩陣狀地形成的多個像素中的每一個像素中，都形成有像素電極9a和用來對該像素電極9a進行控制的像素開關元件用的TFT 30，供給圖像信號的數(shù)據(jù)線6a已電連到該TFT 30的源上。
要寫入到數(shù)據(jù)線6a上的圖像信號S1、S2、…、Sn按照該順序依線供給。此外，掃描線3a已電連到TFT 30的柵上，對于掃描線3a以規(guī)定的定時脈沖式地按照該順序的線順序加上掃描信號G1、G2、…、Gm。像素電極9a已電連到TFT 30的漏上，采用使本身為開關元件的TFT 30僅僅在規(guī)定的期間才變成為ON狀態(tài)的辦法，以規(guī)定的定時向各像素寫入從數(shù)據(jù)線6a供給的圖像信號S1、S2、…、Sn。像這樣地通過像素電極9a寫入到液晶內(nèi)的規(guī)定電平的像素信號S1、S2、…、Sn，在與對向基板20上形成的對向電極21(參看圖11)之間可以保持一個恒定期間。
在這里，出于防止所保持的像素信號漏泄的目的，與在像素電極9a和對向電極之間形成的液晶電容并聯(lián)地附加上了存儲電容70(電容器)。借助于該存儲電容70，像素電極9a的電壓，例如，就可以恰好保持比施加源電壓的時間長3個數(shù)量級的時間。借助于此，就可以改善電荷的保持特性，就可以實現(xiàn)可以進行對比度高的顯示的電光裝置。另外，作為形成存儲電容70的方法，不論是在與本身為用來形成電容的布線的電容線3b之間形成的情況還是在與前級的掃描線3a之間形成的情況都行。
在圖13中，在電光裝置100的TFT陣列基板10上，在每一個像素上都矩陣狀地形成多個透明的像素電極9a(用點線圍起來的區(qū)域)，沿著像素電極9a的縱橫的邊界區(qū)域，則形成數(shù)據(jù)線6a(點劃線表示)、掃描線3a(用實線表示)和電容線3b(用實線表示)。
如圖14所示，TFT陣列基板10的基體，由石英基板或耐熱性玻璃板等的透明基板10b構成，對向基板20的基體，由石英基板或耐熱性玻璃板等的透明基板20b構成。在TFT陣列基板10上形成有像素電極9a，在其上側上，形成有由已實施了摩擦處理等的規(guī)定的取向處理的聚酰亞胺等構成的取向膜16。像素電極9a例如由透明的ITO(氧化銦錫)膜等的透明的導電性膜構成。此外，取向膜16，例如，可采用對聚酰亞胺膜等的有機膜進行摩擦處理的辦法形成。另外，在對向基板20中，在對向電極21的上側，也形成由聚酰亞胺膜構成的取向膜22，該取向膜22，也是已對聚酰亞胺膜實施了摩擦處理的膜。
在TFT陣列基板10上，在透明基板10b的表面上形成基底保護膜12，同時，在其表面一側上，在與各個像素電極9a毗連的位置上，形成對各個像素電極9a進行開關控制的像素開關用的TFT 30。
如圖13和圖14所示，像素開關用的TFT 30，對島狀的由硅膜構成的半導體膜1a，形成有溝道形成區(qū)1a’，高濃度源區(qū)1d，以及高濃度漏區(qū)1e。此外，在半導體膜1a的上層一側，形成有使該半導體膜1a與掃描線3a進行絕緣的柵絕緣膜2。
在這里，高濃度源區(qū)1d和高濃度漏區(qū)1e，雖然是對于柵電極(掃描線3a)自對準地形成的，但是，TFT 30卻具有參看圖1(A)說明的結構，在漏端的柵絕緣膜2厚。因此，在TFT 30中，在漏端處的電場強度被緩和，故OFF漏電流電平低，而且電流電平的陡峻的上跳也可以消除。此外，在溝道形成區(qū)1a’的中央部分處，由于柵絕緣膜2薄，而且與LDD結構不同沒有低濃度區(qū)域，故ON電流電平也高。
另外，在圖14中，作為TFT 30，雖然示出的是參看圖1(A)說明的結構的TFT，但是，并不限定于圖1(A)，也可以使用具有圖1(B)到(D)，圖5(A)到(D)和圖6(A)、(B)所示的結構的TFT。
在像這樣地構成的TFT 30的表面一側上，形成由氧化硅膜構成的層間絕緣膜4、7。在層間絕緣膜4的表面上，形成數(shù)據(jù)線6a，該數(shù)據(jù)線6a通過在層間絕緣膜4上形成的接觸孔5電連到高濃度源區(qū)1d上。在層間絕緣膜7的表面上，形成由ITO膜構成的像素電極9a。像素電極9a，通過是層間絕緣膜7上形成的接觸孔7a電連到漏電極6b上，該漏電極6b，通過在層間絕緣膜4和柵絕緣膜2上形成的接觸孔8電連到高濃度漏區(qū)1e上。在該像素電極9a的表面?zhèn)刃纬捎删埘啺纺嫵傻娜∠蚰?6。
此外，對于來自高濃度漏區(qū)1e的延長部分1f(下電極)，采用中間存在著與柵絕緣膜2a同時形成的絕緣膜(電介質膜)，與掃描線3a同層的電容線3b作為上電極進行對向的辦法，構成存儲電容70。
像這樣地構成的TFT陣列基板10和對向基板20，被配置為使得像素電極9a和對向電極21面對面，而且，在這些的基板間，向被上述密封材料53(參看圖10和圖11)圍起來的空間內(nèi)，封入作為電光物質的液晶50，并將之挾持起來。液晶50，在未施加來自像素電極9a的電場的狀態(tài)下，借助于取向膜形成規(guī)定的取向狀態(tài)。液晶50，例如由一種或把數(shù)種的向列液晶混合起來的液晶等構成。
另外，對向基板20和TFT陣列基板10的光入射一側的面或光出射一側，可根據(jù)要使用的液晶50的種類，就是說，根據(jù)TN(扭曲向列)模式、STN(超扭曲向列)模式等等的工作模式，或常態(tài)白色模式/常態(tài)黑色模式的不同，把偏振薄膜、相位差薄膜、偏振板等配置為規(guī)定的朝向。
(外圍電路的構成)再次在圖10中，在本形態(tài)的電光裝置100中，在TFT陣列基板10的表面一側中，利用圖像顯示區(qū)域10a的周邊區(qū)域形成數(shù)據(jù)線驅動電路101和掃描線驅動電路104。這樣的數(shù)據(jù)線驅動電路101和掃描線驅動電路104，基本上說，可用圖15和圖16所示的N溝型的TFT和P溝型的TFT構成。
圖15的俯視圖示出了構成掃描線驅動電路104和數(shù)據(jù)線驅動電路101等的外圍電路的TFT的構成。圖16是在圖11的B-B’線處剖斷構成該外圍電路的TFT時的剖面圖。
在圖15和圖16中，構成外圍電路的TFT，構成為由P溝型的TFT 80和N溝型的TFT 90構成的互補型TFT。構成這些驅動電路用的TFT 80、90的半導體膜60(用虛線示出了輪廓)，中間存在著在襯底10b上形成的基底保護膜12島狀地形成。
在TFT 80、90中，高電位線71和低電位線72，通過接觸孔63、64分別電連到半導體膜60的源區(qū)上。此外，輸入布線66，則分別連接到共通的柵電極65上，輸出布線67，則通過接觸孔68、69分別電連到半導體膜60的漏區(qū)上。
這樣的外圍電路區(qū)域，由于也可以經(jīng)由與圖像顯示區(qū)域10a同樣的工藝形成，故在外圍電路區(qū)域上也可以形成層間絕緣膜4、7和柵絕緣膜2。
此外，驅動電路用TFT 80、90，也與像素開關用的TFT 30同樣，在溝道形成區(qū)81、92的兩側，具備高濃度源區(qū)82、92，和高濃度漏區(qū)84、94。在這里，高濃度源區(qū)82、92和高濃度漏區(qū)84、94，雖然對于柵電極65自對準地形成，但是，TFT 80、90，卻具有參看圖1(A)說明的構成，漏端的柵絕緣膜2厚。因此，在TFT 80、90中，由于漏端處的電場強度被緩和，故OFF漏電流電平低，而且，電流電平的陡峻的上跳也被消除。此外，在溝道形成區(qū)81、91的中央部分處，由于柵絕緣膜2薄，而且，由于與LDD結構不同沒有低濃度區(qū)域，故ON電流電平也高。
另外，在圖16中，作為TFT 80、90，雖然示出的是參看圖1(A)說明的結構的TFT，但是，并不限定于圖1(A)，也可以使用具有圖1(B)到(D)，圖5(A)到(D)和圖6(A)、(B)所示的結構的TFT。
在上述形態(tài)中，作為半導體器件，雖然是以在有源矩陣型電光裝置中使用的TFT陣列基板為例進行的說明，但是，在在使用液晶以外的電光物質的電光裝置，例如，要參看圖17和圖18在以下說明的有機電致發(fā)光顯示裝置中使用的TFT陣列基板，或電光裝置以外的半導體器件的制造等中也可以使用本發(fā)明。
圖17是使用電荷注入型的有機薄膜電致發(fā)光元件的有源矩陣型電光裝置的框圖。圖18(A)、(B)分別擴大示出了在圖17所示的電光裝置中形成的像素區(qū)域的俯視圖及其剖面圖。
圖17所示的電光裝置100p，是用TFT驅動控制歸因于在有機半導體膜中流動驅動電流而發(fā)光的EL(電致發(fā)光)元件，或LED(發(fā)光二極管)元件等的發(fā)光元件的有源矩陣型的顯示裝置，由于在這種類型的電光裝置中使用的發(fā)光元件都自己發(fā)光，故不需要背光源，此外，還具有視野角依賴性小等的優(yōu)點。
在這里所示的電光裝置100p的情況下，在TFT陣列基板10p上，構成多條掃描線3p，在對掃描線3p的延長方向進行交叉的方向上延長設置的多條數(shù)據(jù)線6p，與這些數(shù)據(jù)線6p并列的多條共通給電線23p，與數(shù)據(jù)線6p和掃描線3p之間的交叉點對應的像素區(qū)域15p。對于數(shù)據(jù)線6p來說，構成具備移位寄存器、電平移位器、視頻線路、模擬開關的數(shù)據(jù)一側驅動電路101p。對于掃描線3p來說，構成具備移位寄存器和電平移位器的掃描一側驅動電路104p。
此外，在每一個像素區(qū)域15p中，都構成通過掃描線3p向柵電極供給掃描信號的第1 TFT 31p(半導體器件)，保持通過該第1 TFT 31P從數(shù)據(jù)線6p供給的圖像信號的保持電容33p(薄膜電容器元件)，向柵電極供給由該保持電容33p保持的圖像信號的第2 TFT 32P(半導體元件)，和在通過第2 TFT 32p電連到共通給電線23p上時從共通給電線23p流入驅動電流的發(fā)光元件40p。
在本形態(tài)中，如圖18(A)、(B)所示，不論在哪一個像素區(qū)域15p中，都在由玻璃等構成的基板10p’的表面上形成有基底保護膜11p，同時，利用在該基底保護膜11p的表面上島狀地形成的2個半導體膜形成第1 TFT31p和第2 TFT 32p。此外，在第2 TFT 32p的源、漏區(qū)中的一方上，電連有中繼電極35p，在該中繼電極35p上電連有像素電極41p。在該像素電極41p的上層一側，疊層有空穴注入層42p、作為有機電致發(fā)光材料層的有機半導體膜43p、由含鋰的鋁、鈣等的金屬膜構成的對向電極20p。在這里，對向電極20p采用跨越數(shù)據(jù)線6p等的辦法遍及多個像素區(qū)域15p地形成。
在第2 TFT 32p的源、漏區(qū)中的另一方上，通過接觸孔電連有共通給電線23p。相對于此，在第1 TFT 31p中，電連在其源、漏區(qū)中的一方上的電位保持電極35p，電連到第2柵電極72p的延長部分720p上。對于該延長部分720p來說，在其下層一側中半導體膜400p中間存在著上層一側柵絕緣膜50p地對向，由于該半導體膜400p因向其中導入的雜質而已導電化，故與延長部分720p和上層一側柵絕緣膜50p一起構成保持電容33p。在這里，共通給電線23p已通過層間絕緣膜51p的接觸孔電連到半導體膜400p上。
因此，保持電容33p由于保持通過第1 TFT 31p從數(shù)據(jù)線6p供給的圖像信號，故即便是第1 TFT 31p變成為OFF，第2 TFT 32p的柵電極31p也可以保持為與圖像信號相當?shù)碾娢?。為此，由于可以連續(xù)從共通給電線23p向發(fā)光元件40p流動驅動電流，故發(fā)光元件40p可以連續(xù)發(fā)光，顯示圖像。
即便是在這樣的TFT陣列基板10p中，只要對第1 TFT 31p和第2 TFT32p應用參看圖1到圖9說明的結構，也可以實現(xiàn)電特性的提高和可靠性的提高。
其次，參看圖19、圖20(A)、(B)說明具備使用本發(fā)明的電光裝置100、100p的電子設備的一個例子。
圖19的框圖示出了具備與上述的電光裝置同樣構成的電光裝置100的電子設備的構成。圖20(A)、(B)分別是作為使用本發(fā)明的電光裝置的電子設備的一個例子的便攜式的個人計算機的說明圖和移動電話機的說明圖。
在圖19中，電子設備的構成為具備顯示信息輸出源1000，顯示信息處理電路1002，驅動電路1004，電光裝置100、100p，時鐘產(chǎn)生電路1008，和電源電路1010。顯示信息輸出源1000的構成為包括ROM(只讀存儲器)、RAM(讀寫存儲器)、光盤等的存儲器、同步輸出視頻信號的圖像信號的同步電路等，根據(jù)來自時鐘產(chǎn)生電路1008的時鐘，對規(guī)定格式的圖像信號進行處理后向顯示信息處理電路1002輸出。該顯示信息處理電路1002的構成為例如包括放大、極性反轉電路、相展開電路、旋轉電路、灰度系數(shù)修正電路或箝位電路等的眾所周知的各種處理電路，由根據(jù)時鐘信號輸入進來的顯示信息依次產(chǎn)生數(shù)字信號，與時鐘信號CLK一起向驅動電路1004輸出。驅動電路1004，驅動電光裝置100、100p。電源電路1010，向上述各個電路供給規(guī)定的電源。另外，在構成電光裝置100、100p的TFT陣列基板上也可以形成驅動電路1004，除此之外，在TFT陣列基板上還可以形成顯示信息處理電路1002。
作為這樣的構成的電子設備，可以舉出投影式液晶顯示裝置(液晶投影儀)、多媒體應對的個人計算機(PC)、工程工作站(EWS)、尋呼機、或移動電話、文字處理機、電視、取景器型或監(jiān)視器直視型的視頻錄像機、電子記事本、電子臺式計算機、汽車導航裝置、POS終端、觸摸面板等。
就是說，如圖20(A)所示，個人計算機180，具有具備鍵盤181的主體部分182，和顯示單元183。顯示單元183的構成為包括上所說的電光裝置100、100p。
此外，如圖20(B)所示，移動電話機190，具有多個操作按鍵191，和上所說的電光裝置100、100p。
如上所述，在使用本發(fā)明的晶體管中，由于因漏端的柵絕緣膜厚，在漏端處的電場強度被緩和，故OFF漏電流電平低，而且電流電平的陡峻的上跳也被消除。此外，在溝道形成區(qū)的中央部分處，柵絕緣膜薄，而且與LDD結構不同，沒有低濃度區(qū)，ON電流電平也高。為此，倘采用本發(fā)明，則可以提高ON電流特性和OFF漏電流特性這雙方。
權利要求
1.一種半導體器件，在襯底上已形成了具備可在源區(qū)與漏區(qū)之間形成溝道的溝道形成區(qū)、及中間存在著柵絕緣膜地與該溝道形成區(qū)對向的柵電極的晶體管的半導體器件中，其特征在于在上述溝道形成區(qū)中，至少和毗連于上述漏區(qū)的邊界區(qū)域重疊的部分的上述柵絕緣膜的膜厚，比和上述溝道形成區(qū)的溝道長度方向上的中央部分重疊的部分的上述柵絕緣膜的膜厚厚。
2.根據(jù)權利要求1所述的半導體器件，其特征在于在上述溝道形成區(qū)中，和毗連于上述源區(qū)的邊界區(qū)域重疊的部分的上述柵絕緣膜的膜厚，比和上述溝道形成區(qū)的溝道長度方向上的中央部分重疊的部分的上述柵絕緣膜的膜厚厚。
3.根據(jù)權利要求1所述的半導體器件，其特征在于上述源區(qū)和上述漏區(qū)，在中間存在著上述柵絕緣膜地與上述柵電極對峙的部分上，具備低濃度區(qū)域或偏移區(qū)域，在上述溝道形成區(qū)中，至少和毗連于上述漏區(qū)的低濃度區(qū)域或偏移區(qū)域的邊界區(qū)域重疊的部分的上述柵絕緣膜的膜厚，比與上述溝道形成區(qū)的溝道長度方向的中央部分重疊的部分的上述柵絕緣膜的膜厚厚。
4.根據(jù)權利要求3所述的半導體器件，其特征在于在上述溝道形成區(qū)中，和毗連于上述源區(qū)的低濃度區(qū)域或偏移區(qū)域的邊界區(qū)域重疊的部分的上述柵絕緣膜的膜厚，比與上述溝道形成區(qū)的溝道長度方向的中央部分重疊的部分的上述柵絕緣膜的膜厚厚。
5.根據(jù)權利要求1到4中的任何一項所述的半導體器件，其特征在于上述溝道形成區(qū)、上述源區(qū)和上述漏區(qū)，形成于在上述襯底表面上形成的半導體膜上。
6.根據(jù)權利要求1到4中的任何一項所述的半導體器件，其特征在于上述襯底是半導體襯底，對該半導體襯底，形成有上述溝道形成區(qū)、上述源區(qū)和上述漏區(qū)。
7.一種電光裝置，其特征在于將權利要求1到4中的任何一項所規(guī)定的半導體器件，用作保持電光物質的電光裝置用基板，在該電光裝置用基板上矩陣狀地形成有具備像素開關用晶體管和像素電極的像素。
8.根據(jù)權利要求7所述的電光裝置，其特征在于上述電光物質，是保持在上述電光裝置用基板和對向基板之間的液晶。
9.根據(jù)權利要求7所述的電光裝置，其特征在于上述電光物質，是在上述電光裝置用基板上構成發(fā)光元件的有機電致發(fā)光材料。
10.一種電子設備，其特征在于使用了權利要求7中規(guī)定的電光裝置。
11.一種半導體器件的制造方法，在襯底上形成了具備可在源區(qū)和漏區(qū)之間形成溝道的溝道形成區(qū)，和中間存在著柵絕緣膜地與該溝道形成區(qū)對向的柵電極的晶體管的半導體器件的制造方法中，其特征在于在形成上述柵絕緣膜的工序中，首先，形成下層側柵絕緣膜，其次，在該下層側柵絕緣膜的表面中，至少與上述溝道形成區(qū)的溝道長度方向上的中央部分重疊的部分上形成抗蝕劑層，并且至少在該溝道形成區(qū)中，對于與毗連于上述漏區(qū)的邊界區(qū)域重疊的部分，避免上述抗蝕劑層的形成，其次，在上述下層側柵絕緣膜和上述抗蝕劑層的表面?zhèn)刃纬缮蠈觽葨沤^緣膜，然后，與覆蓋該抗蝕劑層的上述上層側柵絕緣膜一起除去上述抗蝕劑層。
12.根據(jù)權利要求11所述的半導體器件的制造方法，其特征在于對于上述抗蝕劑層，在上述溝道形成區(qū)中，對于和毗連于上述源區(qū)的邊界區(qū)域重疊的部分，也避免上述抗蝕劑層的形成。
13.一種半導體器件的制造方法，在襯底上形成了具備可在源區(qū)和漏區(qū)之間形成溝道的溝道形成區(qū)，和中間存在著柵絕緣膜地與該溝道形成區(qū)對向的柵電極的晶體管的半導體器件的制造方法中，其特征在于在形成上述柵絕緣膜的工序中，首先，至少在與上述溝道形成區(qū)的溝道長度方向上的中央部分重疊的部分上形成抗蝕劑層，同時，至少在該溝道形成區(qū)中，對于和毗連于上述漏區(qū)的邊界區(qū)域重疊的部分，避免上述抗蝕劑層的形成，其次，在上述抗蝕劑層的表面?zhèn)刃纬上聦觽葨沤^緣膜，其次，與覆蓋該抗蝕劑層的上述下層側柵絕緣膜一起除去上述抗蝕劑層，然后，在上述下層側柵絕緣膜的表面上形成上層側柵絕緣膜。
14.根據(jù)權利要求13所述的半導體器件的制造方法，其特征在于對于上述抗蝕劑層，在上述溝道形成區(qū)中，對于和吡連于上述源區(qū)的邊界區(qū)域重疊的部分，也避免上述抗蝕劑層的形成。
15.一種半導體器件的制造方法，在襯底上形成了具有在源區(qū)和漏區(qū)之間可形成溝道的溝道形成區(qū)和中間存在著柵絕緣膜地與該溝道形成區(qū)對向的柵電極的、上述源區(qū)和上述漏區(qū)，在中間存在著上述柵絕緣膜地與上述柵電極對峙的部分上，具備低濃度區(qū)域或偏移區(qū)域的晶體管的半導體器件的制造方法中，其特征在于在形成上述柵絕緣膜的工序中，首先，形成下層側柵絕緣膜，其次，在該下層側柵絕緣膜的表面中，至少在與上述溝道形成區(qū)的溝道長度方向上的中央部分重疊的部分上形成抗蝕劑層，同時，至少在該溝道形成區(qū)中，對于和毗連于上述漏區(qū)的低濃度區(qū)域或偏移區(qū)域的邊界區(qū)域重疊的部分，避免上述抗蝕劑層的形成，其次，在上述下層側柵絕緣膜和上述抗蝕劑層的表面?zhèn)刃纬缮蠈觽葨沤^緣膜，然后，與覆蓋該抗蝕劑層的上述上層側柵絕緣膜一起除去上述抗蝕劑層。
16.根據(jù)權利要求15所述的半導體器件的制造方法，其特征在于對于上述抗蝕劑層，在上述溝道形成區(qū)中，對于和毗連于上述源區(qū)的低濃度源區(qū)或偏移區(qū)域的邊界區(qū)域重疊的部分，也避免上述抗蝕劑層的形成。
17.一種半導體器件的制造方法，在襯底上形成了具有在源區(qū)和漏區(qū)之間可形成溝道的溝道形成區(qū)和中間存在著柵絕緣膜地與該溝道形成區(qū)對向的柵電極的、上述源區(qū)和上述漏區(qū)，在中間存在著上述柵絕緣膜地與上述柵電極對峙的部分上，具備低濃度區(qū)域或偏移區(qū)域的晶體管的半導體器件的制造方法中，其特征在于在形成上述柵絕緣膜的工序中，首先，至少在與上述溝道形成區(qū)的溝道長度方向上的中央部分重疊的部分上形成抗蝕劑層，同時，至少在該溝道形成區(qū)中，對于和毗連于上述漏區(qū)的低濃度區(qū)域或偏移區(qū)域的邊界區(qū)域重疊的部分，避免上述抗蝕劑層的形成，其次，在上述抗蝕劑層的表面?zhèn)刃纬上聦觽葨沤^緣膜，其次，與覆蓋該抗蝕劑層的上述下層側柵絕緣膜一起除去上述抗蝕劑層，然后，在上述下層側柵絕緣膜的表面上形成上層側柵絕緣膜。
18.根據(jù)權利要求17所述的半導體器件的制造方法，其特征在于對于上述抗蝕劑層，在上述溝道形成區(qū)中對于和毗連于上述源區(qū)的低濃度區(qū)域或偏移區(qū)域的邊界區(qū)域重疊的部分，也避免上述抗蝕劑層的形成。
19.根據(jù)權利要求11到18中的任何一項所述的半導體器件的制造方法，其特征在于上述半導體層，是在上述襯底表面上形成的半導體膜。
20.根據(jù)權利要求11到18中的任何一項所述的半導體器件的制造方法，其特征在于上述半導體層，是構成上述襯底的半導體襯底。
全文摘要
本發(fā)明的課題在于提供具備ON電流特性和OFF漏電流特性這雙方都優(yōu)良的晶體管的半導體器件、用該半導體器件保持電光物質的電光裝置、使用該電光裝置的電子設備、以及半導體器件的制造方法。在晶體管40A中，源區(qū)420和漏區(qū)430，是對柵電極460自對準地導入了雜質的高濃度區(qū)域。在溝道形成區(qū)410中，和與漏區(qū)430以及源區(qū)420毗連的邊界區(qū)域412、413重疊的部分的柵絕緣膜450的膜厚，比和上述溝道形成區(qū)410的溝道長度方向上的中央部分411重疊的部分的柵絕緣膜450的膜厚更厚。
文檔編號H01L21/336GK1487348SQ0315634
公開日2004年4月7日 申請日期2003年9月4日 優(yōu)先權日2002年9月20日
發(fā)明者竹中敏 申請人:精工愛普生株式會社